| 主权项 |
1.一种可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其主要系利用一可使马达力矩及效率达到最大化之手段,并针对欲行驱动之直流无刷马达的实际设计尺寸,以及特定的限制条件:(1)将铜损限制在小于铜线最大能承受的功率及(2)将驱动电压限制在小于最大电源伏特数,以取得最佳的电流波形;输入此最佳的电流波形,乃可使该马达发挥其最大功能、最高运转效率,即在最少功率损失下,能产生最大力矩。2.依申请专利范围第1项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其中之手段为各相电流、气隙磁通量之变化及铜线匝数彼此相乘后的总和,其中相电流与气隙磁通量之变化都随定子转子相对角度而变化,当各相电流在不同相对角度下调整到某大小値时,可使所述之手段同时达到最佳效率及最大转矩,此时各相电流即为最佳的电流波形。3.依申请专利范围第2项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其中之最佳电流波形,系与马达气隙磁通密度变化成正比。4.依申请专利范围第2项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其系须进一步调整其直流无刷马达之设计尺寸或参数,来找出可使马达运转所能达到最大力矩下的最少电流;此电流随马达定子和转子相对位置而改变,为一非正弦、方波或其他正规形状的波形,而为接近与气隙磁通密度变化正比例的波形;此电流波形与最初马达设计尺寸参数有关,输入此特定电流波形,可使马达发挥其最大功能、最高运转效率,即在最少功率损失下,能产生最大力矩。5.依申请专利范围第4项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其中之尺寸参数系包括马达定子与转子相对角度、定子齿长宽高、转子磁铁长厚宽、内外半径、磁阻、线圈匝数、及电流大小。6.依申请专利范围第1.2.3.4或5项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其系可应用于电动机车或电动汽车等使用马达来驱动之物件上。7.依申请专利范围第6项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其系将该马达装设于可直接带动车轮之适当位置处。8.依申请专利范围第6项所述之可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其主要系将直流无刷马达直接装设于车轮,且所述之最佳波形系储存于马达驱动器内,俾使马达在最少功率损失下产生最大力矩,并能符合其起动及爬坡时所需的力量,进而提升电动车辆的续航力。9.依申请专利范围第1项所述之一种可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其中之限制条件系可进一步增加:驱动电压限制,以符合驱动电源之要求。10.一种可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其先以能量法推导出力矩和各相电流、气隙磁通量之变化、铜线匝数及的乘积和马达之设计尺寸参数之间的关系,并依马达的特性调整最佳电流波形及马达之设计尺寸参数,该尺寸参数包括马达定子与转子相对角度、定子齿长宽高、转子磁铁长厚宽、内外半径、磁阻、线圈匝数、及电流大小;将马达实体分割成块后,每块材料视为电阻(类比磁阻)、电力源(类比成由磁铁来的磁力来源)等,连接成串,构成磁路模型分析,导出力矩与输入电流的关系式;电流输入分两种方式,马达线圈连接亦分成两种连接方式,搭配之后构成三种驱动架构,(1)三相Y接线圈、限制最大方波电流(2)三相独立线圈、限制最大方波电流(3)三相独立线圈、限制最大铜损电流,此时进一步增加驱动电压限制并以力矩最大为手段,而求得最佳化的电流波形;最后证实:在铜损限制下的波形系可产生最大的力矩及效率,是三种不同状况下最佳的结果。11.依申请专利范围第1项所述之一种可同时达到最佳效率及最大转矩之直流无刷马达控制方法,其系可进一步藉由其做为控制用之开关(全桥驱动电路中的开关)的导通或不导通两种状态,来控制其电流的上升或下降,因此,利用三角波PWM(脉宽调变)来进行电流的控制,使电流得能上升或下降以形成可控制电动机车或电动汽车之油门的油门命令;该油门命令须透过一控制器做为PWM的控制中心;当控制器接受油门命令后,配合回授的电流、位置,输出适当讯号控制前述之开关,以控制流入直流无刷马达的电流大小;如此,即可达到类似旋转油门之同样功能者。图式简单说明:第一图 系为于一电气周期内的定、转子及其磁通示意图;第二图 系为第一图之等效磁路图;第三图 系为经过简化后的等效磁路图;第四图 系为再简化的磁路模型;第五图 系为所使用马达之规格及其规格表;第六图 系为铜损限制下三相电流波形;第七图 系为三相Y接、三相独立与铜损限制的电流波形比较;第八图 系为三相Y接、三相独立与铜损限制的力矩波形比较;第九图 系为电流与磁通微分之比较;第十图 系为驱动控制系统方块图;第十一图 系为位置感测反光片图;第十二图 系为最佳波形与近似波形图; |
